JP3942322B2

JP3942322B2 - 太陽電池モジュール及び屋根

Info

Publication number: JP3942322B2
Application number: JP26221399A
Authority: JP
Inventors: 栄史栗部; 輝樹廿日岩
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2019-09-16
Also published as: JP2001081919A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚並べて使用される太陽電池モジュール、及びこれら太陽電池モジュールを屋根葺き材として用いて葺かれた建物の屋根に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋根等に多数の太陽電池モジュールを設置する場合において、各太陽電池モジュールを電気的に接続するには、一般的に、各太陽電池モジュールの裏面に設けた端子ボックスから引出した出力取出し線同士を接続して行っている。しかし、各出力取出し線を配線間違いがないように太陽電池モジュールの裏側で接続する作業は煩雑であり、したがって、屋根等に多数の太陽電池モジュールを設置して形成される太陽電池発電装置の施工性がよくないという問題がある。
【０００３】
そこで、太陽電池モジュールを屋根葺き材として使用するとともに、その施工において隣接する太陽電池モジュール相互の機械的連結と電気的接続とを同時に行って、連結された各太陽電池モジュールを電気的に直列に接続できる太陽電池モジュールが、特開平１０−４６７７２号公報で知られている。
【０００４】
この太陽電池パネル（太陽電池モジュール）は、太陽光発電をするパネル本体（モジュール本体）を挟んで対向位置されたフレームの一方に、パネル本体の裏面側から外側に延出する第１延出部を形成するとともに、フレームの他方にパネル本体の表面側から外側に延出する第２延出部を形成し、第１延出部に正又は負の電極を設け、第２延出部に負又は正の電極を設けてなり、隣接する太陽電池パネルの第１延出部と第２延出部とを重ね合わせるとともに、これら両延出部の正負の電極を互いに嵌合させるように構成されている。
【０００５】
前記のように隣接する太陽電池モジュール同士の第１、第２の延出部が上下方向に重なり、それらの間に電極が位置されている構成では、第２延出部とこの下側に重なり合う第１延出部を有したパネル本体の第１延出部側の縁との間に、電極の嵌合方向と同じ上下方向の合わせ部が形成される。ところで、太陽電池モジュールをなす各部品の寸法がばらつくことは不可避であり、又、前記合わせ部で競ることを防止して電極同士の嵌合を容易にするための設計上の配慮から、前記合わせ部には多少なりとも隙間が発生する。
【０００６】
この隙間は太陽電池モジュールの表面に達しているとともに前記正負の電極の嵌合部に通じているから、太陽電池モジュールの表面を流下する雨水の一部が前記電極の嵌合部に浸入し易い。そのため、正負の電極に錆を発生する恐れが高く、長期間にわたり電気的接続の信頼性を保証できないおそれがあり、その改善が求められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、隣接する太陽電池モジュール同士の機械的連結と電気的接続とが同時に可能であって施工性に優れる点を維持しつつ、長期間にわたり電気的接続の信頼性を維持できる太陽電池モジュール及び屋根を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明に係る太陽電池モジュールは、複数並設して使用される太陽電池モジュールであって、直列に接続された多数のセル及びこれらセル群に接続された正負の電極を有して太陽光発電をするとともに四角形状をなしその対をなす一辺部及び他辺部に前記正負の電極が設けられたモジュール本体と、電気絶縁性の第１接続部、及びこの接続部外に一部を臨ませて前記第１接続部に埋め込まれかつ前記正又は負のうちの一方の電極に接続される第１端子を有して、前記モジュール本体の前記他辺部にこの他端部の全長にわたり装着された端子カバーと、隣接する他の太陽電池モジュールの前記他辺部が挿入され密に嵌り込んで保持される断面コの字状の嵌合部を有した電気絶縁性の第２接続部、及び前記隣接する他の太陽電池モジュールの第１端子と接触する部分を前記嵌合部の内側に臨ませて前記第２接続部に埋め込まれかつ前記正又は負のうちの他方の電極に接続される第２端子を有して、前記モジュール本体の前記一辺部裏面にこの一辺部の端面の近くでかつ前記他辺部側に後退して前記一辺部の全長にわたって装着された端子接続フレームと、を具備することを特徴としている。
【０００９】
この発明及び以下の各発明において、モジュール本体は、そのセルが、IV族半導体、例えば結晶系又は非晶質（薄膜）系で作られるもの、若しくは例えばGaAsに代表される化合物半導体で作られるもの、又は例えばフタロシアニン色素に代表される有機物半導体で作られるもの等を使用できる。更に、この発明及び以下の各発明において、端子カバーの第１接続部は、モジュール本体の光入射面となる表面、モジュール本体の裏面、これら表裏両面間のモジュール本体の端面の少なくとも一つの面に設けてあればよいが、前記３面に亘って断面コの字形状をなして設ける場合には、この第１接続部でモジュール本体の他辺部を機械的及び防水的に保護できる点で優れているとともに、第１接続部に埋め込まれた第１端子の一部は、第１接続部外に突出させて、或いは突出させることなく露出させる等により、第１接続部外に臨ませることができる。又、この発明及び以下の各発明において、端子接続フレームの第２接続部は、モジュール設置部に太陽電池モジュールを支持する架台を兼ねていてもいなくてもよいとともに、この第２接続部に埋め込まれた第２端子の一部は、第２接続部のコの字状をなす嵌合部の内側に突出させて、或いは突出させることなく露出させる等により、嵌合部の内側に臨ませることができる。更に、この発明及び以下の各発明において、端子接続フレームの第２接続部へのモジュール本体の他辺部の挿入保持に伴い互いに接触して電気的に接続される第１端子と第２端子とは、前記他辺部の裏面側で接続されるように設けるとよく、この場合には、前記他辺部の第２接続部への挿入保持状態において、電気的接続部に至る浸水経路を屈曲させて、かつ、長く確保できるので、前記接続部の防水性を向上できる点で好ましい。又、この発明及び以下の各発明の太陽電池モジュールは、建物外装材、特に屋根葺き材として、あるいは壁材等として使用できる。
【００１０】
請求項１の発明に係る複数の太陽電池モジュールは、モジュール設置部において並設され、互いに直列に電気的に接続しつつ機械的に連結される。この連結及び接続は、隣接する太陽電池モジュールの内の一方の太陽電池モジュールの端子カバーが装着された他辺部を、他方の太陽電池モジュールに装着された端子接続フレームの第２接続部が有する嵌合部内に挿入し嵌め合わせることによりなされる。つまり、前記挿入による嵌め合い構造で隣接した太陽電池モジュール同士を機械的に連結するとともに、互いに嵌まり合っている前記他辺部の第１接続部外に臨んだ第１端子と、前記端子接続フレームの嵌合部の内側に臨んだ第２端子とが接触して、隣接した太陽電池モジュール同士を電気的に直列接続する。そして、既述の挿入に伴う嵌まり合いにより端子カバーと端子接続フレームとの間に水密構造を確保できるとともに、前記端子接続フレームはモジュール本体の裏面に装着されているので、互いに嵌まり合った端子カバーと端子接続フレームとが、モジュール本体の端子接続フレームが装着された一辺部で覆われて、雨水が第１、第２の両端子の接続部に回り込みづらくできる。そのため、前記第１、第２の両端子の接続部に太陽電池モジュールの表面を流下する雨水が浸入することを確実に抑制できる。この発明の実施においては、請求項２の発明のように、前記端子カバーが、前記他辺部の表面、裏面、及び端面を夫々覆っていて、前記第１端子を、前記第１接続部の前記他辺部裏面に回りこんだ下部の下面に露出させるとともに、前記第２端子を、前記嵌合部の下側部分の上面に露出させて、前記他辺部が隣接する他の太陽電池モジュールの前記第２接続部に挿入して保持された状態で、前記第１端子と第２端子との電気的接続部に至る浸水経路がコの字状に屈曲されるようにした構成とすることが好ましい。
【００１１】
同様に、前記課題を解決するために、請求項３の発明に係る屋根は、前記請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールを屋根葺き材として用い、前記端子カバーを棟側に位置させるとともに前記端子接続フレームを軒側に位置させて前記太陽電池モジュールを配置し、相対的に軒側に位置する太陽電池モジュールの棟側辺部を相対的に棟側に位置する太陽電池モジュールが備える前記端子接続フレームの嵌合部に挿入保持させて、これら各太陽電池モジュールを前記棟軒方向に隣接させて棟側から軒側に向って葺いたことを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明において、屋根葺き材として使用される太陽電池モジュールは、棟軒方向に沿って棟側から軒側に向けて順次並べられて屋根を葺くものであり、それに伴い棟軒方向に互いに隣接する太陽電池モジュール同士は、電気的に直列接続されるとともに機械的に連結される。この場合の接続及び連結の手順は請求項１の発明と同様に行われる。そのため、端子カバーと端子接続フレームとの嵌まり合いによりこれら両者間に水密構造を確保できるとともに、互いに嵌まり合った端子カバーと端子接続フレームとは、相対的に棟側に配置された太陽電池モジュールのモジュール本体の端子接続フレームが装着された下辺部で覆われて、雨水が第１、第２の両端子の接続部に回り込みづらくできる。したがって、第１、第２の両端子の接続部に太陽電池モジュールの表面を流下する雨水が浸入することを確実に抑制できる。この発明の実施においては、請求項４の発明のように、前記軒棟方向と直角に交差する方向に延びるとともに前記軒棟方向に互いに平行でかつ所定ピッチで野地板上に固定された複数の架台を備え、前記第２接続部に前記嵌合部から下向きに突設された連結部を前記架台に固定して、前記太陽電池モジュールが葺かれている構成とすることが好ましい。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項３又は４の発明において、前記棟軒方向に隣接した太陽電池モジュールのうち棟側太陽電池モジュールの下辺部で、これに隣接する軒側太陽電池モジュールの上辺部をひさし状に覆ったことを特徴としている。この請求項５の発明の実施においては、請求項６の発明のように、前記上辺部とこれを上方から覆った前記下片部との間にコーキング材を設けることが好ましい。
【００１４】
この発明においては、嵌まり合った端子カバーと端子接続フレームとを相対的に棟側太陽電池モジュールの下辺部でひさし状に覆っているから、この下辺部で雨水を水切りして、雨水が第１、第２の両端子の接続部に回り込むことを、より少なくできる。したがって、第１、第２の両端子の接続部に太陽電池モジュールの表面を流下する雨水が浸入することを確実に抑制できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照しながら本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１中１は建物である。この建物１の屋根２は、棟軒方向に葺かれて縦横整列して設置された屋根葺き材として多数枚の太陽電池モジュール４とを備えている。なお、図２及び図３中５は棟木、６は棟木カバー、７はもや、８は鼻もや、９は鼻隠し、１０は図示されない垂木で支えられる太陽電池モジュール設置面である屋根下地板としての野地板であり、これら屋根構造材上に所定数の太陽電池モジュール４を装着して屋根２が構成されている。野地板１０上には必要に応じて図示しないルーフィング（防水シート）が葺き込まれることがある。
【００１７】
各太陽電池モジュール４は、図１（Ｂ）、図３、及び図４に示されるようにモジュール本体２１と、端子カバー２２と、端子接続フレーム２３と、裏受け部材２４とを備えて形成されている。
【００１８】
モジュール本体２１は、ガラス製の透明基板２５と、この透明基板２５の裏面に形成されて互いに直列に接続されて太陽光発電をする複数のアモルファスシリコン製のセル２６と、これらセル群を間に置いてその両側に配置されるとともにセル群に電気的に接続して設けられた正負電極としての一対のバスバー２７、２８と、透明基板２５の裏側にセル２６及びバスバー２７、２８を封止して設けられた図示しない充填材と、この充填材の裏面に積層された図示しない封止材とを備えて形成されている。
【００１９】
モジュール本体２１は長四角形状であって、互いに平行な各セル２６及びバスバー２７、２８はモジュール本体２１の長手（左右）方向に延びて設けられている。そして、モジュール本体２１の軒側の一辺部（以下軒側辺部と称する。）２１ａに設けられた一方のバスバー２７は正の電極として用いられ、軒側辺部２１ａと対をなすモジュール本体２１の棟側の他辺部（以下棟側辺部と称する。）２１ｂに設けられた他方のバスバー２８は負の電極として用いられている。
【００２０】
端子カバー２２はモジュール本体２１の棟側辺部２１ｂに装着されている。図３（Ｂ）及び図４に示すように端子カバー２２は、合成樹脂の成形品等の電気絶縁材料からなる第１接続部３１と、この接続部３１に埋め込まれた第１端子３２とを有して形成されている。
【００２１】
断面コの字状に成形された第１接続部３１は、モジュール本体２１の棟側辺部２１ｂに、この辺部２１ｂの表面、裏面、及び端面を夫々覆って嵌合し図示しない接着剤を介して接着されている。この接続部３１は棟側辺部２１ｂの全長にわたり延びている。棟側のバスバー２８から一体に延出された、若しくはバスバー２８に半田付け等により接続された出力線２８ａは、第１接続部３１内において第１端子３２の一端部に半田付けにより接続されている。なお、符号３３は半田を示している。第１端子３２の他端部は第１接続部３１の外面に露出して第１接続部３１外に臨んで設けられている。詳しくは、棟側辺部２１ｂの裏面に回り込んでいる第１接続部３１の下部の下面において、第１端子３２の他端部が露出されている。又、第１接続部３１の先端には後述の嵌合部への挿入を円滑に行わせるために、図４に示すように面取りを設けることが望ましい。
【００２２】
端子接続フレーム２３は、モジュール本体２１の軒側辺部２１ａの裏面に装着されている。図３（Ｂ）及び図４に示すように端子接続フレーム２３は、合成樹脂の成形品等の電気絶縁材料からなる第２接続部３５と、この接続部３５に埋め込まれた第２端子３６とを有して形成されている。
【００２３】
第２接続部３５は、断面コの字状の嵌合部３５ａと、この嵌合部３５ａの開口縁から一体に突設された下向きの連結部３５ｂと、嵌合部３５ａからその開口と反対向きに一体に突設された取付け部３５ｃとを有し、取付け部３５ｃは嵌合部３５ａの上面と面一に設けられている。この第２接続部３５は、嵌合部３５ａ及び取付け部３５ｃの上面を軒側辺部２１ａの裏面に接着剤を介して接着することにより、軒側辺部２１ａの軒端より棟側に少し後退して装着されている。嵌合部３５ａの内側には端子カバー２２が被着されたモジュール本体２１の棟側辺部２１ｂが密に挿入保持されるようになっている。この第２接続部３５は軒側辺部２１ａの全長にわたり延びている。なお、嵌合部３５ｂの入口には後述の嵌め合いを円滑に行わせるために、図４に示すように面取りを設けることが望ましい。
【００２４】
軒側のバスバー２７から一体に延出された、若しくはバスバー２７に半田付け等により接続された出力線２７ａは、第２接続部３５内において第２端子３６の一端部に半田付けにより接続されている。なお、符号３７は半田を示している。第２端子３６の他端部は嵌合部３５ａの内側に露出して第２接続部３５外に臨んで設けられている。詳しくは、前記第１接続部３１の下辺部と接する嵌合部３５ａの下側部分の上面において、第２端子３６の他端部が露出されている。この露出部分３６ａは逆Ｖ状をなして嵌合部３５ａの内側に突出され、前記第１端子３２と接触するようになっている。
【００２５】
前記裏受け部材２４は、発泡スチレン等の弾性材料からなり、モジュール本体２１における前記両辺部２１ａ、２１ｂ間の中間部裏面全体に接着固定されていて、断熱作用を呈する。この裏受け部材２４の下面は前記野地板１０に接合されるように野地板１０の傾斜に適合して傾斜されており、その接合によってモジュール本体２１が撓むのを防止する緩衝作用を呈するようになっている。
【００２６】
又、図１（Ｂ）、図３、及び図４中４１は屋根２の横方向、つまり、軒棟方向と直角に交差する方向に沿って延びるアルミニューム合金の押出し型材製のレール状架台であって、野地板１０上にねじ止めされる平板状の固定部４２と、この上側に一体に形成された筒状部４３とからなる。これらの架台４１は互いに平行に所定ピッチで野地板１０上に夫々取付けられ、その筒状部４３の上壁で前記端子接続フレーム２３を支持するとともに、筒状部４３の前壁には端子接続フレーム２３の連結部３５ｂが被さってねじ止めされるようになっている。
【００２７】
次に、前記構成の太陽電池モジュール４を多数枚用いて屋根２を葺く手順を説明する。
【００２８】
まず、野地板１０上に必要本数の架台４１を屋根２の横方向に沿って互いに平行に所定間隔を置いて配置して夫々木ねじ４４を介して固定する。次に、裏面に予め裏受け部材２４が接着されている太陽電池モジュール４を、端子カバー２２が装着されている他辺部２１ｂを棟側に位置させるとともに、端子接続フレーム２３が装着されている一辺部２１ａを軒側に位置させた姿勢で、最も棟側に配置して固定する。このセット作業において、端子接続フレーム２３は、架台４１の筒状部４３上に載置され、その連結部３５ｂを通って筒状部４３の前壁にねじ込まれるねじ４５を介して架台４１に固定される。なお、棟側については、野地板１０上に固定した図示しない台上に載置され、この台に固定されて端子カバー２２を押さえる図示しない適当な押え部材を介して前記台に固定する。
【００２９】
この後、以上のようにして野地板１０上に固定した既設の太陽電池モジュール４に対して、軒側、つまり、軒棟方向の下方向側から他の太陽電池モジュール４を固定する。この固定は、既設の太陽電池モジュール４が備える端子接続フレーム２３の第２接続部３５の軒方向に開口している嵌合部３５ａに、新たに設置しようとする太陽電池モジュール４の端子カバー２２が装着された棟側辺部２１ｂを、圧入気味に挿入するとともに、この新たに設置しようとする太陽電池モジュール４の端子接続フレーム２３を、一列下の架台４１に載置して既述のようにねじ止めすることにより実施される。
【００３０】
前記挿入に伴って、図３に示されるように新たに設置しようとする太陽電池モジュール４の棟側辺部２１ｂが、既設の太陽電池モジュール４の端子接続フレーム２３の嵌合部３５ａに密に嵌まり込んで、これら両モジュール４同士の機械的連結がなされる。同時に、嵌合部３５ａの内側において、既設の太陽電池モジュール４の端子接続フレーム２３の第２端子３６の露出部分３６ａに、新たに設置しようとする太陽電池モジュール４の端子カバー２２に取付けられている第１端子３２の露出している部分が圧接する。そのため、これら両端子３２、３６を介して、既設の太陽電池モジュール４の軒側に位置されている正極側バスバー２７と新たに設置しようとする太陽電池モジュール４の軒側に位置されている負極側バスバー２８とが電気的に接続される。
【００３１】
これ以降は必要な数の太陽電池モジュール４を、既述の手順にしたがい次々に軒側から野地板１０上に設置して、縦方向（軒棟方向）に１列の施工を行った後、次の縦方向の２列目以降についても、同様の手順で棟側から軒側に向けて太陽電池モジュール４を順次野地板１０上に設置することにより、屋根２を葺くことができる。なお、最も軒側の太陽電池モジュール４の軒側についての支持は、前記架台４１又はこれと同様な支持部材を屋根の軒側に配置して、それに端子接続フレーム２３をねじ止めして実施する。又、以上の施工において、最も棟側に位置する太陽電池モジュール４の端子カバー２２が有する第１端子３２には、屋内に引込まれる出力取出し線が接続され、同様に最も軒側に位置する太陽電池モジュール４の端子接続フレーム２３が有する第２端子３６には、屋内に引込まれる出力取出し線が接続される。なお、この場合に、第１、第２端子３２、３６については、出力取出し線が接続された部分を含めて絶縁性の接着剤等を被着して、漏電の恐れがないようにするとよい。
【００３２】
前記のように野地板１０上に太陽電池モジュール４を設置して屋根２を葺く場合には、作業者は前のめりにならない棟側を向いた楽な姿勢で各太陽電池モジュール４を棟側から軒側に向って葺くことができるとともに、棟軒方向の太陽電池モジュール４同士の連結は、軒側の太陽電池モジュール４の棟側辺部２１ｂを棟側に既設の太陽電池モジュール４の端子接続フレーム２３の嵌合部３５ａに挿入し保持させることで済むから、容易に施工できる。しかも、前記挿入作業により棟軒方向に隣接する太陽電池モジュール４同士を機械的に連結すると同時に、これらモジュール４同士を電気的に直列に接続できるので、各太陽電池モジュール４の裏側に引出された出力取出し線を用いて電気的接続を行う場合のように結線間違いをしないように気を配りながら配線接続作業をする手間を要することがなく、したがって、屋根２の施工作業性を更に向上できる。
【００３３】
そして、以上のように施工された屋根２においては、縦方向に隣接した太陽電池モジュール４の互いに機械的に連結している棟側の端子カバー２２と軒側の端子接続フレーム２３との嵌まり合いにより水密構造を確保できるとともに、端子接続フレーム２３はモジュール本体２１の裏面に装着されているので、互いに嵌まり合った端子カバー２２と端子接続フレーム２３とが、モジュール本体２１の端子接続フレーム２３が装着された軒側辺部２１ａで覆われて、雨水が第１、第２の両端子３２、３６の電気的接続部に回り込みづらくできる。すなわち、隣接する太陽電池モジュール４の機械的連結部に通じて太陽電池モジュール４の表面に達する隙間を形成することなく、隣接する太陽電池モジュール４同士を機械的かつ電気的に連結ないし接続できる構成となっている。
【００３４】
しかも、相対的に棟側に位置する太陽電池モジュール４の軒側辺部（下辺部）２１ａは、嵌まり合った端子カバー２２と端子接続フレーム２３とをひさし状に覆っているから、この軒側辺部２１ａで雨水を水切りして、雨水が第１、第２の両端子３２、３６の接続部に回り込むことを、より少なくできる。
【００３５】
その上、本実施形態においては、図３に示すように第１、第２の両端子３２、３６の接続部に至る水の浸入経路がコの字状に屈曲されて、かつ、長いので、前記接続部への雨水の回り込みをより少なくできる。
【００３６】
したがって、第１、第２の両端子３２、３６の接続部に太陽電池モジュール４の表面を流下する雨水が浸入することを確実に抑制でき、それにより、長期間にわたり電気的接続の信頼性を維持できる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、ひさし状の軒側辺部２１ａとこの下側の棟側辺部２１ｂとの間に、必要により図３（Ｂ）中符号４６で示すコーキング材を充填することもでき、この場合には、第１、第２の両端子３２、３６の接続部への雨水の浸入を一層確実に防止できる。
【００３８】
又、前記第１実施形態において、架台４１と端子接続フレーム２３の第２接続部とを合成樹脂により一体に成形することもできる。この場合、架台４１は太陽電池モジュール４の左右方向の幅と同じ長さにして実施すればよく、この実施により、部品点数を削減できるとともに、野地板１０への架台４１の固定と太陽電池モジュール４の固定とを同時に実現できるので、施工コストを低減することが可能である。
【００３９】
図５〜図１０は本発明の第２の実施の形態を示している。この第２実施形態では、野地板上への太陽電池モジュールの取付け構造が第１の実施の形態とは異なり、それ以外の構成は、第１実施形態と同じであるから、第１実施形態と同じ構成については同一符号を付して、その構成及び作用の説明は省略する。
【００４０】
図中符号３はアルミニューム合金製のレール状の架台であり、これらは野地板１０上に棟から軒にわたって縦方向に配置されている。この架台３は、図８に示されるように底壁３ａと、この底壁３ａの両側縁から夫々直角上向きに折れ曲がった一対の側壁３ｂとを有して例えば断面コの字状に形成されていて、その開放面を上にして底壁３ａを通る木ねじや釘等を用いて野地板１０に固定されている。
【００４１】
図５及び図９に示すように架台３の両側壁３ｂには、第１、第２の連結溝１５、１６が所定間隔毎に複数組み設けられている。各組の第１、第２の連結溝１５、１６において、第１連結溝１５は棟側に位置し、第２連結溝１６は軒側に位置している。両側壁３ｂの第１連結溝１５同士、及び第２連結溝１６同士は夫々対向している。第１、第２の連結溝１５、１６は、いずれも側壁３ｂの上端に開放されるともに、架台３の高さ方向に延びる縦溝部Ａと、この溝部Ａの下端から直角状に折れ曲がって架台３の長手方向に沿い棟方向に延びる横溝部Ｂと、この溝部Ｂの奥端部をなす落込み溝部Ｃとから略Ｌ字状に形成されている。両連結溝１５、１６の横溝部Ｂの長さは同じであり、同様に落込み溝部Ｃは後述の連結突起の直径分程度下がった溝部からなる。又、第１連結溝１５の縦溝部Ａは第２連結溝１６の縦溝部Ａよりも長く、それにより、棟側の第１連結溝１５は軒側の第２連結溝１６より深く形成されている。
【００４２】
図５及び図６等に示されるように各太陽電池モジュール４は、太陽光発電をするモジュール本体２１と、端子カバー２２と、端子接続フレーム２３と、フレーム５１と、止水板５２とを備えている。モジュール本体２１は四角形状であって、その左右両端間の幅は各架台３の配設ピッチより僅かに短い。端子カバー２２及び端子接続フレーム２３は第１実施形態のものと同じである。
【００４３】
アルミニューム合金の押出し型材製のＬ型アングル材を四角枠状に連結して形成されたフレーム５１の縦横寸法は、いずれもモジュール本体２１の縦横寸法より小さく、このフレーム５１は、モジュール本体２１の各辺からいずれも突出することなく内側に寄せてモジュール本体２１の裏面に接着止めして取付けられている。フレーム５１の左右両側の枠材５１ａ、５１ｂにはピン状の第１、第２の連結突起５３、５４が外向きに突設されている。
【００４４】
止水板５２は、モジュール本体２１の棟軒方向の寸法（奥行き寸法）に略等しい長さの短冊状のステンレス板からなるものであって、図６及び図９に示されるように一端部に折れ曲がって一段下がる段差端部５２ａを有している。止水板５２は、その段差端部５２ａを軒側に向けた姿勢で、モジュール本体２１の例えば枠材５１ｂ側の一辺部２１ｄに接着止めされている。こうして固定された止水板５２の幅方向半分は前記一辺部２１ｄよりも外に突き出して設けられている。
【００４５】
次に、前記構成の太陽電池モジュール４を用いて屋根２を葺く手順を説明する。
【００４６】
まず、棟から軒にわたって野地板１０上に多数本の架台３を所定間隔毎に互いに平行にねじ止めする。次に、軒側から棟側に向けて隣接する架台３間に太陽電池モジュール４を夫々装着する。このモジュール４の装着手順は図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示されている。
【００４７】
すなわち、図１０（Ａ）に示すように装着すべき太陽電池モジュール４を端子カバー２２が装着された棟側辺部２１ｂ側が前下がりとなる姿勢にして隣接した一対の架台３間に導き、このモジュール４の棟側の第１連結突起５３を、前記一対の架台３の相対向する一方の側壁３ｂに設けられている棟側の第１連結溝１５の縦溝部Ａに夫々上方から嵌め込む。次に、図１０（Ｂ）に示すように太陽電池モジュール４の軒側を下げて、その軒側の第２連結突起５４を、一対の架台３の軒側の第２連結溝１６の縦溝部Ａに上方から嵌め込む。この後、太陽電池モジュール４全体を下げて、図１０（Ｃ）に示すように第１連結突起５３を第１連結溝１５の縦溝部Ａの底に当接させるとともに、第２連結突起５４を第２連結溝１６の縦溝部Ａの底に当接させる。この時、両連結溝１５、１６の縦溝部Ａの深さの差にしたがって太陽電池モジュール４はやや前下がりの姿勢となる。最後に、両連結溝１５、１６の横溝部Ｂに沿って図１０（Ｄ）に示すように太陽電池モジュール４全体を棟側に押して移動させ、横溝部Ｂの奥で当て止まった状態で、図１０（Ｄ）中矢印に示すように太陽電池モジュール４全体を必要により押し下げて、両連結突起５３、５４を夫々両連結溝１５、１６の落込み溝部Ｃに落とし込んで引掛ける。
【００４８】
以上の手順により、隣接する架台３を利用してこれらにわたって太陽電池モジュール４が装着される。この取付け状態では、前記引っ掛りにより下方及び棟軒方向に動き止めできるとともに、横溝部Ｂの奥端部の上側縁により上方向の動きを抑制できる。前記装着により、図８に示されるようにモジュール本体２１の左右両辺部２１ｃ、２１ｄは、架台３の幅方向略中央位置に達するように突き出て架台３の真上に配置されるとともに、辺部２１ｄの裏面に固定された止水板５２は、架台３の幅全体を覆ってこの架台３の真上に配置される。
【００４９】
この後、前記最も棟側の太陽電池モジュール４の下方側（軒側）に次に葺くべき２番目以降の他の太陽電池モジュール４を、図１０（Ａ）〜（Ｄ）で説明した前記手順を繰り返して順次取付ける。
【００５０】
接続された複数の太陽電池モジュール４の軒側や棟側の一番端に配置された太陽電池モジュール４には、図示しないケーブル接続用部材、つまり、棟側にはケーブルが電気的・機械的に接続されているケーブル端子接続フレーム、軒側にはケーブルが電気的・機械的に接続されているケーブル端子カバーを接続する。これらのケーブル接続フレームやケーブル接続カバーのケーブルをそれぞれ軒側に集めて、並列または直列に接続し或いはそのまま屋内に引込みインバーターへ接続することで、電力の屋外への引込みを行う。
【００５１】
この２番目以降の太陽電池モジュール４の装着の際、取付けようとする太陽電池モジュール４を、最後に棟方向へ移動させるに伴い、既設の太陽電池モジュール４の軒側辺部２１ａの裏側に、取付けようとする太陽電池モジュール４の棟側辺部２１ｂが潜り込む。この時、取付けようとする太陽電池モジュール４の棟側辺部２１ｂは、既設の太陽電池モジュール４の軒側辺部２１ａの裏側に装着されている端子接続フレーム２３の嵌合部３５ａに挿入して密に嵌まり込むから、既設の太陽電池モジュール４と取付けようとする太陽電池モジュール４とが機械的に連結されると同時に、これらモジュール４同士が電気的に直列接続される。なお、この連結及び接続の詳細は前記第１実施形態と同じあるので、詳しい説明は省略するが、その状態は図５に示されている。
【００５２】
又、以上の２番目以降の太陽電池モジュール４取付けにおいて、その止水板５２の棟側端部は、図９に示すように既設の太陽電池モジュール４の軒側の段差端部５２ａ上に重ねられる。この時、段差端部５２ａの先端縁は斜め下向きに曲がっているので、前記重ね合わせにおいて、引っ掛かる恐れが少ない。
【００５３】
この後、既設の太陽電池モジュール４の軒側辺部２１ａと下方位置の太陽電池モジュール４の棟側辺部２１ｂとの間に、必要に応じて図５（Ｂ）中２点鎖線で示すコーキング材４６を挟み込むように介装して、棟軒方向に隣接した両太陽電池モジュール４相互間の雨仕舞をする。
【００５４】
なお、実際の屋根葺きは棟軒方向の列毎に優先して行なうものではなく、図７に示すように左右方向に隣接する太陽電池モジュール４を葺きながら棟から軒側に向って葺かれるようになっている。そのため、左右方向に隣接する太陽電池モジュール４が葺かれた状態では、図８に示すようにモジュール本体２１の左右の辺部２１ｃ、２１ｄが夫々架台３の幅方向略中央位置に達するように突き出て架台３の真上に配置されて、後から装着された太陽電池モジュール４のモジュール本体２１の辺部２１ｃは、先行して装着された左右方向隣の太陽電池モジュール４のモジュール本体２１の辺部２１ｄよりせり出している止水板５２の上面に重ね合わされる。
【００５５】
最後に、以上の手順により、全ての太陽電池モジュール４を架台３に連結して野地板１０上に取付けた後、左右方向に隣接する太陽電池モジュール４の互いに接近した辺部２１ｃ、２１ｄ間に、コーキング材５５を充填する。このコーキング材５５は棟軒方向に連続して装着される。それによって、左右方向に隣接した太陽電池モジュール４間の止水処理が行なわれる。以上により屋根葺き作業が全て完了する。
【００５６】
そして、この第２実施形態においても、直列に接続された多数のセル及びこれらセル群に接続された正負のバスバーを有して太陽光発電をするモジュール本体２１と、この本体２１の棟側辺部２１ｂに装着され、電気絶縁性の第１接続部３１、及びこの接続部３１外に一部を臨ませて第１接続部３１に埋め込まれかつ負極側バスバーに接続された第１端子３２を有する端子カバー２２と、棟側辺部２１ｂと対をなすモジュール本体２１の軒側辺部２１ａの裏面に装着され、隣接する他の太陽電池モジュール４の棟側辺部２１ｂが挿入保持される断面コの字状の嵌合部３５ｂを有した電気絶縁性の第２接続部３５、及び前記他の太陽電池モジュール４の第１端子３２と接触する部分を第２接続部３５の内側に臨ませて第２接続部３５に埋め込まれかつ正極側バスバーに接続された第２端子３６を有する端子接続フレーム２３と、を具備する太陽電池モジュール４を用いて屋根を葺くから、第１実施形態と同様に本発明の課題を解決できる。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１〜６の発明によれば、端子カバーと端子接続フレームとの嵌まり合いによって、隣接する太陽電池モジュール同士の機械的連結と電気的接続とが同時に可能であるから、施工性に優れる。しかも、前記端子カバーと端子接続フレームとの嵌まり合いによって形成される水密構造の確保とあいまって、電気的接続を担う第１、第２の両端子の接続部に雨水が回り込みづらくなるように前記水密構造の部分をモジュール本体の裏面に設けて、前記両端子の接続部に太陽電池モジュールの表面を流下する雨水が浸入することを確実に抑制したので、長期間にわたり電気的接続の信頼性を維持できる太陽電池モジュール及び屋根を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを用いて屋根が葺かれた建物の斜視図。
（Ｂ）は一枚の屋根葺き用太陽電池モジュールを示す斜視図。
【図２】図１に示された屋根の一部を示す略断面図。
【図３】（Ａ）は図１（Ａ）中Ｚ−Ｚ線に沿う断面図。
（Ｂ）は図３（Ａ）中Ｙ部の拡大図。
【図４】図１（Ｂ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図。
【図５】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの屋根への配置状態を示す断面図。
（Ｂ）は図５（Ａ）中Ｗ部の拡大図。
【図６】第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールを一部分解して示す斜視図。
【図７】第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールで屋根を葺く手順を説明するための斜視図。
【図８】図７中Ｖ−Ｖ線に沿って示す断面図。
【図９】図７中Ｕ−Ｕ線に沿って示す断面図。
【図１０】（Ａ）〜（Ｄ）は第２の実施の形態に係る太陽電池モジューを設置レールに取付ける手順を順を追って示す説明図。
【符号の説明】
２…屋根
４…太陽電池モジュール
１０…野地板（屋根下地材）
２１…モジュール本体
２１ａ…モジュール本体の軒側辺部（一辺部）
２１ｂ…モジュール本体の棟側辺部（他辺部）
２２…端子カバー
２３…端子接続フレーム
２６…セル
２７、２８…バスバー（電極）
３１…第１接続部
３２…第１端子
３５…第２接続部
３５ａ…嵌合部
３５ｂ…連結部
３６…第２端子
４１…架台
４６…コーキング材

Claims

複数並設して使用される太陽電池モジュールであって、
直列に接続された多数のセル及びこれらセル群に接続された正負の電極を有して太陽光発電をするとともに四角形状をなしその対をなす一辺部及び他辺部に前記正負の電極が設けられたモジュール本体と、
電気絶縁性の第１接続部、及びこの接続部外に一部を臨ませて前記第１接続部に埋め込まれかつ前記正又は負のうちの一方の電極に接続される第１端子を有して、前記モジュール本体の前記他辺部にこの他端部の全長にわたり装着された端子カバーと、
隣接する他の太陽電池モジュールの前記他辺部が挿入され密に嵌り込んで保持される断面コの字状の嵌合部を有した電気絶縁性の第２接続部、及び前記隣接する他の太陽電池モジュールの第１端子と接触する部分を前記嵌合部の内側に臨ませて前記第２接続部に埋め込まれかつ前記正又は負のうちの他方の電極に接続される第２端子を有して、前記モジュール本体の前記一辺部裏面にこの一辺部の端面の近くでかつ前記他辺部側に後退して前記一辺部の全長にわたって装着された端子接続フレームと、
を具備することを特徴とする太陽電池モジュール。
前記端子カバーが、前記他辺部の表面、裏面、及び端面を夫々覆っていて、前記第１端子を、前記第１接続部の前記他辺部裏面に回りこんだ下部の下面に露出させるとともに、前記第２端子を、前記嵌合部の下側部分の上面に露出させて、前記他辺部が隣接する他の太陽電池モジュールの前記第２接続部の嵌合部に挿入して保持された状態で、前記第１端子と第２端子との電気的接続部に至る浸水経路がコの字状に屈曲されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
前記請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールを屋根葺き材として用い、前記端子カバーを棟側に位置させるとともに前記端子接続フレームを軒側に位置させて前記太陽電池モジュールを配置し、相対的に軒側に位置する太陽電池モジュールの棟側辺部を相対的に棟側に位置する太陽電池モジュールが備える前記端子接続フレームの嵌合部に挿入保持させて、これら各太陽電池モジュールを前記棟軒方向に隣接させて棟側から軒側に向って葺いたことを特徴とする屋根。
前記軒棟方向と直角に交差する方向に延びるとともに互いに平行でかつ前記軒棟方向に所定ピッチで野地板上に固定された複数の架台を備え、前記第２接続部に前記嵌合部から下向きに突設された前記第２接続部の連結部を前記架台に固定したことを特徴とする請求項３に記載の屋根。
前記棟軒方向に隣接した太陽電池モジュールのうち棟側太陽電池モジュールの下辺部で、これに隣接する軒側太陽電池モジュールの上辺部をひさし状に覆ったことを特徴とする請求項３又は４に記載の屋根。
前記上辺部とこれを上方から覆った前記下片部との間にコーキング材を設けたことを特徴とする請求項５に記載の屋根。